JP2021195288A - セラミックスシートコーティング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造すること。【解決手段】本発明では、基層となるセラミックグリーンシートの表面にコーティング層となるセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に焼成して、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造することにした。特に、本発明では、焼成後に基層よりもコーティング層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せや、焼成後にコーティング層よりも基層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いることにした。【選択図】なし
Description
本発明は、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造するセラミックスシートコーティング方法に関するものである。
従来より、シート状（板状）に焼成されたセラミックスシートは、電子部品を実装するための回路基板や発光ダイオードから照射させる光を反射させるための反射板などの様々な用途に用いられている（たとえば、特許文献１参照。）。
このセラミックスシートは、シート状のセラミックグリーンシートを所定の温度で焼成することによって製造している。
従来のセラミックスシートは、回路基板や反射板などといった用途に適応するように焼成前のセラミックグリーンシートの組成や焼成温度を決定して製造されている。
そのため、たとえば、反射板で使用されるセラミックスシートでは、反射率が高くなるように焼成後のセラミックスシートが多孔質となる組成や焼成温度で製造されるが、このセラミックスシートに樹脂等を加熱硬化させると、気化した樹脂がセラミックスシートの表面に吸着されて、樹脂の周囲にシミが発生してしまうことがあった。
そこで、請求項１に係る本発明では、セラミックスシートコーティング方法において、基層となるセラミックグリーンシートの表面にコーティング層となるセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に焼成して、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造することにした。
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、焼成後に基層よりもコーティング層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いることにした。
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、焼成後にコーティング層よりも基層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いることにした。
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
すなわち、本発明では、セラミックスシートコーティング方法において、基層となるセラミックグリーンシートの表面にコーティング層となるセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に焼成して、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造することにしているために、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを容易に製造することができる。
特に、焼成後に基層よりもコーティング層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せや、焼成後にコーティング層よりも基層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いた場合には、基層の特性を維持したまま表面のコーティング層の特性を発揮させるようにすることができる。
以下に、本発明に係るセラミックスシートコーティング方法の具体的な構成について説明する。
本発明に係るセラミックスシートコーティング方法では、まず、薄板状のセラミックグリーンシートの表面にペースト状のセラミックペーストをセラミックグリーンシートの板厚よりも薄い所定の厚みでコーティング（印刷）する。
セラミックグリーンシートの表面へのセラミックペーストの印刷は、セラミックグリーンシートの表面に全面にわたってコーティングしてもよく、セラミックグリーンシートの表面の一部（たとえば、外周に枠状のコーティングしない部分を形成した状態。）にコーティングしてもよく、また、セラミックグリーンシートの表面に縞状や格子状や模様状にコーティングしてもよい。
セラミックグリーンシートの表面にセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に所定の焼成温度で焼成する。
これにより、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造する。
焼成前のセラミックグリーンシートは、焼成後のセラミックスシートの基層となり、焼成前のセラミックペーストは、焼成後のセラミックスシートの表面のコーティング層となる。
ここで、基層となるセラミックスシートの組成（セラミックの種類や含有率や添加物の種類など）や含有されるセラミックの粒径と、コーティング層となるセラミックペーストの組成（セラミックの種類や含有率や添加物の種類など）や含有されるセラミックの粒径と、焼成する温度（焼成温度）との組み合わせにより、焼成後に基層とコーティング層が、次のような４種類の状態となる。
（１）基層及びコーティング層のいずれの表面が完全に焼結した緻密な状態となっている。
（２）基層及びコーティング層のいずれの表面が完全に焼結していない多孔状の状態となっている。
（３）基層よりもコーティング層の方が表面が緻密な状態となっている。
（４）コーティング層よりも基層の方が表面が緻密な状態となっている。
（２）基層及びコーティング層のいずれの表面が完全に焼結していない多孔状の状態となっている。
（３）基層よりもコーティング層の方が表面が緻密な状態となっている。
（４）コーティング層よりも基層の方が表面が緻密な状態となっている。
たとえば、セラミックスシートやセラミックペーストの組成として、アルミナやジルコニアやイットリアを用い、焼結助剤を添加することで、焼成後に緻密体となり、焼結助剤を添加しないことで、焼成後に多孔体とすることができる。
また、セラミックスシートやセラミックペーストに造孔材を添加することで、焼成後に多孔体となり、造孔材を添加しないことで、焼成後に緻密体とすることができる。
また、セラミックスシートやセラミックペーストの粒径を大きくすることで、焼成後に多孔体となり、粒径を小さくすることで、緻密体とすることができる。
なお、基層やコーティング層が緻密体や多孔体となる。セラミックスシートの組成（セラミックの種類や含有率や添加物の種類など）や含有されるセラミックの粒径や、コーティング層となるセラミックペーストの組成（セラミックの種類や含有率や添加物の種類など）や含有されるセラミックの粒径や、焼成温度は、予備的な実験により適宜見出すことができる。
以上に説明したように、本発明のセラミックスシートコーティング方法では、基層となるセラミックグリーンシートの表面にコーティング層となるセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に焼成して、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造することにしている。
そのため、本発明のセラミックスシートコーティング方法では、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを容易に製造することができる。
特に、焼成後に基層よりもコーティング層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せや、焼成後にコーティング層よりも基層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いた場合には、基層の特性を維持したまま表面のコーティング層の特性を発揮させるようにすることができる。
たとえば、反射板で使用されるセラミックスシートでは、反射率が高くなるように焼成後のセラミックスシートが多孔質となる組成や焼成温度で製造されるが、このセラミックスシートの表面に有機成分が吸着されて変色や反射率の低下を発生させてしまうことがあった。
そこで、セラミックグリーンシートに含有されるセラミックの粒径よりもセラミックペーストに含有されるセラミックの粒径を小さくし、本発明のセラミックスシートコーティング方法を実施すると、基層が多孔体となり、コーティング層が緻密体となる。このコーティング層は、基層の多孔体の表面に多孔状の凹凸を残したまま孔の表面が緻密な状態でコーティングされる。
このように、基層の多孔の状態を残して緻密なコーティング層が形成されるために、セラミックスシートの反射率を顕著に低減させることなく、有機成分を表面で吸着するのを阻止することができる。
また、治具等に用いられるジルコニアを用いたセラミックスシートでは、アルミナを用いたセラミックスシートよりも高価なものとなる。
そこで、アルミナを主成分とするセラミックグリーンシートとジルコニアを主成分とするセラミックペーストとを用いて、本発明のセラミックスシートコーティング方法を実施すると、基層がアルミナの緻密体となり、コーティング層がジルコニアの緻密体となる。
このように、表面のコーティング層だけをジルコニアとして、基層がアルミナとなるため、表面のジルコニアの緻密体としての機能を残したまま、セラミックスシートのコストを低減させることができる。
Claims (3)
- 基層となるセラミックグリーンシートの表面にコーティング層となるセラミックペーストをコーティングした後に、セラミックグリーンシートとセラミックペーストとを同時に焼成して、表面にセラミックコーティングを施したセラミックスシートを製造することを特徴とするセラミックスシートコーティング方法。
- 焼成後に基層よりもコーティング層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスシートコーティング方法。
- 焼成後にコーティング層よりも基層の方が表面が緻密になるセラミックグリーンシートとセラミックペーストの組合せを用いることを特徴とする請求項１に記載のセラミックスシートコーティング方法。
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